JP2006013813A

JP2006013813A - 送受信システム

Info

Publication number: JP2006013813A
Application number: JP2004186957A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Adachi; 充足立
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】送信機への入力アナログ信号のレベルが小さいときに受信アンテナの切り替わりに伴うノイズの発生を十分に抑制することのできる、ディジタルワイアレス方式でアンテナダイバーシティ方式の送受信システムを実現する。
る。
【解決手段】受信機２において、振幅レベル判定部２９は、受信信号から送信機１のアナログ入力信号であるオーディオ信号ＡＤＩの振幅レベルを検出する。アンテナ切り替え制御部３０は、検出された振幅レベルに応じて、受信信号のエラーに対する受信アンテナ２１・２２の切り替え頻度を変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディジタルワイアレス方式かつアンテナダイバーシティ方式で信号の送受信を行う送受信システムに関するものである。

ディジタルワイアレス方式でオーディオ信号の送受信を行うサラウンドシステムなどの送受信システムにおいては、基本的に送信機側にＡ／Ｄ変換部を設け、該Ａ／Ｄ変換部に外部アナログ信号を入力してディジタル化し、その信号をディジタル方式で送信する。受信機側はディジタル受信した信号をＤ／Ａ変換することでアナログ信号に復元する。

一般的にディジタルワイアレス方式で信号を受信する場合、他の電子機器の輻射を受けたり、送信部から送られた送信信号が、壁、天井、屋根、周囲の金属部等により反射されたり吸収されたりして、正常に受信出来ない場合が発生する。そのため、受信機側に複数のアンテナを設け、外部の影響等で受信エラーが発生したら別のアンテナで受信するアンテナダイバーシティ方式が取られている場合が多い。

しかし、送信機側に入力される信号レベルが下がってくると、例えば送信機に入力可能な最大信号の−５０ｄＢといった小さな信号が入力されると、送信機のＡ／Ｄ変換部に送信部の各種ノイズが飛び込んだり、Ａ／Ｄ変換部自体から発生するノイズ等の影響を受けたりして、Ａ／Ｄ変換部へのアナログの入力信号にノイズが混入しやすくなる。Ａ／Ｄ変換された後のディジタル信号には、Ａ／Ｄ変換部自体や他の送信部各部からのノイズが、入力アナログ信号の振幅レベルに関わらず影響を及ぼすが、ノイズが混入した振幅レベルの小さなアナログ信号に対してはＡ／Ｄ変換結果をさらに歪ませる。従って、特に、入力アナログ信号の振幅レベルが小さいと、Ａ／Ｄ変換部が正規のＡ／Ｄ変換を行うことができない場合が発生するという問題が起こる。つまり、あるときは正常データを送信し、またあるときは異常なデータを送信してしまうという不安定状態が発生する。

この不安定な信号を受け取った受信機側は、エラー判定回路により、異常信号受信時にはエラーと判定して受信機のアンテナを現在受信中のアンテナから他のアンテナに切り替える。その切り替えられたアンテナでの受信状態で、同じくデータエラーの確認も行う。つまり１秒間に３回送信データが壊れている場合、３回アンテナがシーソのように切り替わるわけである。

送信機側に入力される信号レベルが常時非常に小さい場合、または、無信号時には、送信機側から多くのエラーデータが送られ、受信機は何回もアンテナの切り替えを行い続ける。従って、そのアンテナ切り替え動作に伴うノイズが発生する。つまり、アンテナ切り替え時の電流変化によるノイズが発生したり、アンテナの切り替えタイミングによる受信データの途切れ等が発生することにより、ディジタル信号が壊れてノイズが発生したりする。
特開平２−１９２３３０号公報（１９９０年７月３０日公開）特開２００２−１９８８７９（２００２年７月１２日公開）

しかしながら従来では、送信機への入力アナログ信号のレベルが小さいことによりアンテナが頻繁に切り替わり、ノイズが発生するという問題に対して、特に有効な対策方法がなかった。送信機側の基板設計で極力、ディジタル部分のノイズがＡ／Ｄ変換部に入りにくいような対策を施したり、受信機側にてダイバーシティ切り替えが頻繁に発生しても、切り替え時の電流変化等により受信機側のＤ／Ａ変換された信号に及ぶ影響が減るように受信機基板設計で対応したりしていた。しかし、小さな基板内で送受信システムを構築するため、上記対策には自ずと限界があった。

今まで、上述したサラウンドシステムではＤ／Ａ変換部の性能、ワイアレス通信方式等が原因でＳ／Ｎ等が良くなく、基本ノイズに埋もれてＡ／Ｄ変換部へ混入して異常データを発生させるノイズはあまり問題とならなかったが、ワイアレス方式の改善や周辺チップの回路改善で徐々にＳ／Ｎが良くなり、この問題が浮き上がってきた。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、送信機への入力アナログ信号のレベルが小さいときに受信アンテナの切り替わりに伴うノイズの発生を十分に抑制することのできる、ディジタルワイアレス方式でアンテナダイバーシティ方式の送受信システムを実現することにある。

本発明の送受信システムは、上記課題を解決するために、アナログ信号をＡ／Ｄ変換してワイアレスで送信する送信機と、前記送信機から送信された信号をアンテナダイバーシティ方式で受信して前記アナログ信号を復元する受信機とを備えた送受信システムにおいて、前記受信機は、受信して得られる前記アナログ信号の振幅レベルを検出する振幅レベル検出手段と、前記振幅レベル検出手段によって検出された前記振幅レベルに応じてアンテナダイバーシティ方式による受信アンテナの切り替え感度を変化させるアンテナ切り替え制御手段とを備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、受信機は、受信して得られるアナログ信号の振幅レベルを検出し、この振幅レベルに応じて受信アンテナの切り替え感度を変化させるので、送信機が振幅レベルの大きいアナログ信号を送信するときと、振幅レベルの小さいアナログ信号を送信するときとで受信アンテナの切り替え感度を変えることができる。従って、データエラーの起こりやすい小さな振幅レベルのアナログ信号の送受信時に受信アンテナの切り替え感度を小さくすることにより、受信アンテナの切り替え頻度が小さくなり、受信アンテナの切り替わりに伴うノイズの発生を十分に抑制することのできる、ディジタルワイアレス方式でアンテナダイバーシティ方式の送受信システムを実現することができるという効果を奏する。

本発明の送受信システムは、上記課題を解決するために、アナログ信号をＡ／Ｄ変換してワイアレスで送信する送信機と、前記送信機から送信された信号をアンテナダイバーシティ方式で受信して前記アナログ信号を復元する受信機とを備えた送受信システムにおいて、前記送信機は前記アナログ信号の振幅レベルの情報を送信する送信振幅レベル送信手段を備え、前記受信機は、前記送信振幅レベル送信手段から受信した前記振幅レベルの前記情報から前記振幅レベルを検出する振幅レベル検出手段と、前記振幅レベル検出手段によって検出された前記振幅レベルに応じてアンテナダイバーシティ方式による受信アンテナの切り替え感度を変化させるアンテナ切り替え制御手段とを備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、送信機は送信するアナログ信号の振幅レベルの情報を送信する。受信機は、送信された振幅レベルの情報からアナログ信号の振幅レベルを検出し、この振幅レベルに応じて受信アンテナの切り替え感度を変化させる。これにより、送信機が振幅レベルの大きいアナログ信号を送信するときと、振幅レベルの小さいアナログ信号を送信するときとで受信アンテナの切り替え感度を変えることができる。従って、データエラーの起こりやすい小さなレベルのアナログ信号の送受信時に受信アンテナの切り替え感度を小さくすることにより、受信アンテナの切り替え頻度が小さくなり、受信アンテナの切り替わりに伴うノイズの発生を十分に抑制することのできる、ディジタルワイアレス方式でアンテナダイバーシティ方式の送受信システムを実現することができるという効果を奏する。

本発明の送受信システムは、上記課題を解決するために、前記アンテナ切り替え制御手段は、受信アンテナの前記切り替え感度を、前記振幅レベル検出手段によって検出された前記振幅レベルが小さなレベル値の範囲に属するほど、前記受信機が受信した信号のエラー回数に対する受信アンテナの切り替え頻度を小さくするというように変化させることを特徴としている。

上記の発明によれば、アナログ信号の振幅レベルが、小さなレベル値の範囲に属するほど、受信アンテナを切り替えるタイミングの基準となるエラー回数が多くなるので、データエラーの起こりやすい小さな振幅レベルのアナログ信号の送受信時に受信アンテナの切り替え頻度を小さくすることができるという効果を奏する。

本発明の送受信システムは、上記課題を解決するために、前記アンテナ切り替え制御手段は、受信アンテナの前記切り替え感度を、前記振幅レベル検出手段によって検出された前記振幅レベルが小さなレベル値の範囲に属するほど、前記受信機が受信した信号のエラーを確認してから受信アンテナを切り替えるまでのホールド時間を長くするというように変化させることを特徴としている。

上記の発明によれば、アナログ信号の振幅レベルが、小さなレベル値の範囲に属するほど、受信信号のエラーを確認してから受信アンテナを切り替えるまでのホールド時間が長くなるので、データエラーの起こりやすい小さな振幅レベルのアナログ信号の送受信時に受信アンテナの切り替え頻度を小さくすることができるという効果を奏する。

本発明の送受信システムは、以上のように、前記受信機は、受信して得られる前記アナログ信号の振幅レベルを検出する振幅レベル検出手段と、アンテナ切り替え制御手段とを備えている。

また、本発明の送受信システムは、以上のように、前記送信機は送信振幅レベル送信手段を備え、前記受信機は、前記送信振幅レベル送信手段から受信した前記振幅レベルの前記情報から前記振幅レベルを検出する振幅レベル検出手段と、アンテナ切り替え制御手段とを備えている。

それゆえ、小さなレベルのアナログ信号の送受信時に受信アンテナの切り替え頻度を小さくすることにより、受信アンテナの切り替わりに伴うノイズの発生を十分に抑制することのできる、ディジタルワイアレス変調方式でアンテナダイバーシティ方式の送受信システムを実現することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態について、図１を用いて説明すれば以下の通りである。

図１に、本実施の形態の送受信システムであるオーディオシステムが備える送信機１および受信機２の構成を示す。オーディオシステムとしては例えば同じ部屋でオーディオ信号をワイアレスで送受信するサラウンドシステムや、本体よりステレオ信号をワイアレスで送信して同じあるいは隣の部屋でそのステレオ信号を受信して再生するシステムなどが挙げられる。

送信機１はワイアレス送信機であり、Ａ／Ｄ変換部１１、変調部１２、発振部１３、周波数制御部１４、および送信アンテナ１５を備えている。

送信機１は電源供給Ｐ１を受けて動作する。Ａ／Ｄ変換部１１は、外部からのアナログのオーディオ信号ＡＤＩを入力信号とし、この信号をＡ／Ｄ変換する。変調部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から出力されたディジタル信号により、発振部１３が発生するキャリアを変調する。発振部１３は周波数制御部１４により周波数が制御されたキャリアを発振する。送信アンテナ１５は、ディジタル信号により変調されたキャリアを電波として送信する。

送信機１は遠く離れた場所にあるスピーカへは上述のようにワイアレスでオーディオ信号ＡＤＩを送信し、その他の近くにあるスピーカには図示しないが有線でオーディオ信号を供給する。

上記Ａ／Ｄ変換部１１に入力されるオーディオ信号ＡＤＩの振幅レベルが小さい場合は、従来技術で述べたように該アナログ信号やＡ／Ｄ変換後のディジタル信号にノイズが混入し、正規のフォーマットでない信号が変調部１２に送られる場合が発生する。そしてこれが受信機２がダイバーシティにより受信アンテナを繰り返し切り替えてしまう原因となる。

受信機２は、アンテナダイバーシティ方式のワイアレス受信機であり、受信アンテナ２１・２２、アンテナ切り替え部２３、受信部２４、周波数制御部２５、復調部２６、Ｄ／Ａ変換部２７、エラー確認部２８、振幅レベル判定部２９、およびアンテナ切り替え制御部３０を備えている。

受信機２は電源供給Ｐ２を受けて動作する。受信アンテナ２１・２２は送信機１から送信された電波を受信する。アンテナ切り替え部２３は、アンテナダイバーシティにより受信アンテナ２１・２２のうち使用する一方を選択し、選択した方の受信アンテナの受信信号を後続の回路に伝送する。受信部２４はアンテナ切り替え部２３から出力される高周波信号の受信処理を行う。周波数制御部２５は受信部２４の受信周波数を制御する。復調部２６受信部２４で処理された信号の復調を行い、シリアルのディジタル信号を取り出す。Ｄ／Ａ変換部２７は復調部２６から出力されたディジタル信号をＤ／Ａ変換し、送信機１に入力されたアナログのオーディオ信号ＡＤＩを復元して、オーディオ信号ＡＤＯとしてスピーカに供給する。また、復調部２６は、復調したディジタル信号にエラー（データ異常）があるか否か、すなわち送信されてきた信号が正規の信号であるか否かを確認しており、もしエラーがあればエラー確認部２８にエラー信号ａを出力する。エラー確認部２８は復調部２６から出力されたエラー信号ａを受けると、アンテナ切り替え制御部３０にエラー確認信号ｃを出力する。

振幅レベル判定部（振幅レベル検出手段）２９は、受信して得られるオーディオ信号ＡＤＩの振幅レベルを検出する。振幅レベルを検出するのに、復調部２６から出力されるディジタル信号状態のオーディオ信号ＡＤＩを端子Ｄから取り込むようになっていてもよいし、Ｄ／Ａ変換部２７から出力されるアナログ信号状態のオーディオ信号ＡＤＩすなわちオーディオ信号ＡＤＯを端子Ａから取り込むようになっていてもよい。入力されたディジタル信号またはアナログ信号の振幅レベルが、設定した基準レベルよりどれくらい小さいレベルに有るかを判定し、その結果を示す判定信号ｂをアンテナ切り替え制御部３０に出力する。

アンテナ切り替え制御部（アンテナ切り替え制御手段）３０は、振幅レベル判定部２９から出力された判定信号ｂと、エラー確認部２８から出力されたエラー確認信号ｃとから、使用する受信アンテナの切り替えを指示するアンテナ切り替え制御信号ｄを生成してアンテナ切り替え部２３に出力する。ここでは、アンテナ切り替え制御部３０は判定信号ｂとエラー確認信号ｃとを入力とするＡＮＤ回路からなるが、単なるＡＮＤ機能を有するのではなく、振幅レベル判定部２９から出力された判定信号ｂが、アナログ信号の振幅レベルが基準レベルよりどのくらい小さいことを示しているかという場合分けに応じて、エラー確認部２８からエラー確認信号ｃが出力されたときに受信アンテナをどのようなタイミングで切り替えるかという切り替え頻度を、切り替え感度として変化させる。

例えば、振幅レベルが、送信機１に入力可能な最大振幅レベルを０ｄＢとしてレベル値が−５０ｄＢ〜０ｄＢの範囲にある場合と、−６０ｄＢ〜−５０ｄＢの範囲にある場合と、−７０ｄＢ〜−６０ｄＢの範囲にある場合と、−７０ｄＢ以下の範囲にある場合とで、受信アンテナの切り替えタイミングを変化させる。

−５０ｄＢ〜０ｄＢの範囲にある場合は、オーディオ信号ＡＤＩが送信機１に入力される時点でノイズの影響を受けにくく、元々アンテナ切り替えの原因となるデータエラーの回数は小さいので、エラー確認部２８からエラー確認信号ｃが出力されるたびに受信アンテナを切り替える。−５０ｄＢ〜０ｄＢの範囲にある場合は、オーディオ信号ＡＤＩがノイズの影響を受け始めるので、エラー確認部２８からエラー確認信号ｃが２回出力されるごとに１回の割合でアンテナ切り替え部２３にアンテナ切り替え制御信号ｄを出力して受信アンテナを切り替える。−７０ｄＢ〜−６０ｄＢの範囲にある場合は、−５０ｄＢ〜０ｄＢの場合よりもノイズの影響を受けやすいので、エラー確認部２８からエラー確認信号ｃが４回出力されるごとに１回の割合で受信アンテナを切り替える。−７０ｄＢ以下の範囲にある場合は、−７０ｄＢ〜−６０ｄＢの場合よりもさらにノイズの影響を受けやすいので、エラー確認部２８からエラー確認信号ｃが８回出力されるごとに１回の割合で受信アンテナを切り替える。こうして、振幅レベルが小さくなるにつれて受信アンテナ切り替え率を１／２、１／４、１／８…と小さくしていく。

また、受信アンテナ２１・２２のいずれを使用しているときにも同様の基準で受信アンテナを切り替える。受信アンテナ２１を使用しているときに、アンテナ切り替え制御部３０がアンテナ切り替え制御信号ｄを出力すると、アンテナ切り替え部２３は受信アンテナを２１から２２に切り替える。受信アンテナ２２を使用しているときにはその逆となる。

受信アンテナの切り替えの割合は任意に設定すればよいが、アンテナ切り替え制御部３０は、受信アンテナの切り替え感度を、検出された振幅レベルが小さなレベル値の範囲に属するほど、受信した信号のエラー回数に対する受信アンテナの切り替え頻度を小さくするというように変化させる。オーディオ信号ＡＤＩの振幅レベルが、小さなレベル値の範囲に属するほど、受信アンテナを切り替えるタイミングの基準となるエラー回数が多くなるので、データエラーの起こりやすい小さな振幅レベルのオーディオ信号ＡＤＩの送受信時に受信アンテナの切り替え頻度を小さくすることができる。

また、切り替え頻度を切り替え感度として変化させる他の方法として、振幅レベルが小さなレベル値の範囲に属するほど、受信した信号のエラーを確認してから受信アンテナを切り替えるまでのホールド時間を長くするという方法もある。例えば、ホールド時間を、振幅レベルが−５０ｄＢ〜０ｄＢの範囲にある場合は０秒、−６０ｄＢ〜−５０ｄＢの範囲にある場合は０．５秒、−７０ｄＢ〜−６０ｄＢの範囲にある場合は１秒、−７０ｄＢ以下の範囲にある場合は２秒というように変化させる。ホールド時間内に起こったデータエラーに対してはアンテナ切り替えのタイミングの対象からはずす。

これによれば、オーディオ信号ＡＤＩの振幅レベルが、小さなレベル値の範囲に属するほど、受信信号のエラーを確認してから受信アンテナを切り替えるまでのホールド時間が長くなるので、データエラーの起こりやすい小さな振幅レベルのオーディオ信号ＡＤＩの送受信時に受信アンテナの切り替え頻度を小さくすることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、受信機２は、受信して得られるアナログのオーディオ信号ＡＤＩの振幅レベルを検出し、この振幅レベルに応じて受信アンテナの切り替え感度を変化させるので、送信機１が振幅レベルの大きいオーディオ信号ＡＤＩを送信するときと、振幅レベルの小さいオーディオ信号ＡＤＩを送信するときとで受信アンテナの切り替え感度を変えることができる。データエラーの起こりやすい小さな振幅レベルのオーディオ信号ＡＤＩの送受信時に受信アンテナの切り替え感度を小さくすることにより、受信アンテナの切り替え頻度が小さくなる。この結果、受信アンテナの切り替わりに伴うノイズの発生を十分に抑制することのできる、ディジタルワイアレス方式でアンテナダイバーシティ方式の送受信システムを実現することができる。

従って、送信機側や受信機側の基板設計で対応していた従来のノイズ対策の限界を超えて、アンテナ切り替えノイズの小さな送受信システムを構築することができる。

また、このようにノイズの発生を十分に抑制することのできる送受信システムとして、アナログ信号をＡ／Ｄ変換してワイアレスで送信する送信機と、前記送信機から送信された信号をアンテナダイバーシティ方式で受信して前記アナログ信号を復元する受信機とを備えた送受信システムにおいて、前記送信機は前記アナログ信号の振幅レベルの情報を送信する送信振幅レベル送信手段を備え、前記受信機は、前記送信振幅レベル送信手段から受信した前記振幅レベルの前記情報から前記振幅レベルを検出する振幅レベル検出手段と、前記振幅レベル検出手段によって検出された前記振幅レベルに応じてアンテナダイバーシティ方式による受信アンテナの切り替え感度を変化させるアンテナ切り替え制御手段とを備えている構成のものも考えられる。

この構成によれば、送信機は送信するアナログ信号の振幅レベルの情報を送信する。受信機は、送信された振幅レベルの情報からアナログ信号の振幅レベルを検出し、この振幅レベルに応じて受信アンテナの切り替え感度を変化させる。これにより、送信機が振幅レベルの大きいアナログ信号を送信するときと、振幅レベルの小さいアナログ信号を送信するときとで受信アンテナの切り替え感度を変えることができる。従って、データエラーの起こりやすい小さなレベルのアナログ信号の送受信時に受信アンテナの切り替え感度を小さくすることにより、受信アンテナの切り替え頻度が小さくなり、受信アンテナの切り替わりに伴うノイズの発生を十分に抑制することのできる、ディジタルワイアレス方式でアンテナダイバーシティ方式の送受信システムを実現することができる。切り替え感度を変化させる具体例は前記例と同様のものが考えられる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それに対応する実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、５．１ｃｈ方式などのオーディオサラウンドシステムや、オーディオステレオシステムに好適に使用することができる。

本発明の実施形態を示すものであり、送受信システムが備える送信機および受信機の要部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１送信機
２受信機
２１、２２受信アンテナ
２９振幅レベル判定部（振幅レベル検出手段）
３０アンテナ切り替え制御部（アンテナ切り替え制御手段）
ＡＤＩオーディオ信号（アナログ信号）

Claims

アナログ信号をＡ／Ｄ変換してワイアレスで送信する送信機と、前記送信機から送信された信号をアンテナダイバーシティ方式で受信して前記アナログ信号を復元する受信機とを備えた送受信システムにおいて、
前記受信機は、
受信して得られる前記アナログ信号の振幅レベルを検出する振幅レベル検出手段と、
前記振幅レベル検出手段によって検出された前記振幅レベルに応じてアンテナダイバーシティ方式による受信アンテナの切り替え感度を変化させるアンテナ切り替え制御手段とを備えていることを特徴とする送受信システム。
アナログ信号をＡ／Ｄ変換してワイアレスで送信する送信機と、前記送信機から送信された信号をアンテナダイバーシティ方式で受信して前記アナログ信号を復元する受信機とを備えた送受信システムにおいて、
前記送信機は前記アナログ信号の振幅レベルの情報を送信する送信振幅レベル送信手段を備え、
前記受信機は、前記送信振幅レベル送信手段から受信した前記振幅レベルの前記情報から前記振幅レベルを検出する振幅レベル検出手段と、前記振幅レベル検出手段によって検出された前記振幅レベルに応じてアンテナダイバーシティ方式による受信アンテナの切り替え感度を変化させるアンテナ切り替え制御手段とを備えていることを特徴とする送受信システム。
前記アンテナ切り替え制御手段は、受信アンテナの前記切り替え感度を、前記振幅レベル検出手段によって検出された前記振幅レベルが小さなレベル値の範囲に属するほど、前記受信機が受信した信号のエラー回数に対する受信アンテナの切り替え頻度を小さくするというように変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の送受信システム。
前記アンテナ切り替え制御手段は、受信アンテナの前記切り替え感度を、前記振幅レベル検出手段によって検出された前記振幅レベルが小さなレベル値の範囲に属するほど、前記受信機が受信した信号のエラーを確認してから受信アンテナを切り替えるまでのホールド時間を長くするというように変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の送受信システム。